< Предыдущая		Оглавление		Следующая >

Технология абсорбционной очистки газов

Абсорбция представляет процесс химической технологии, включающей массоперенос между газообразным компонентом и жидким растворителем, осуществляемый в аппарате для контактирования газа с жидкостью.

В практике абсорбции используют несколько принципиальных схем проведения процесса. Наиболее широко применяют прямоточную (рис. 7.5, а) и противоточную (рис. 7.5, б) схемы.

В прямоточной схеме абсорбции потоки газа и абсорбента движутся параллельно друг другу. В этой схеме взаимодействия веществ в процессе абсорбции газ с большей концентрацией распределяемого вещества Υ_н приводится в контакт с жидкостью, имеющей меньшую концентрацию Х_и распределяемого вещества, а газ с меньшей концентрацией Υ_к взаимодействует на выходе из аппарата с жидкостью, имеющий большую концентрацию Х_к распределяемого вещества.

По противоточной схеме абсорбции в одном конце аппарата приводятся в контакт газ и жидкость, имеющие большие концентрации распределяемого вещества Y_н и Х_к, а в противоположном конце - меньшие Υ_к и Х_н.

Рис. 7.5. Построение кривой равновесия и рабочей линии процесса абсорбции: а - прямоток движения фаз; б - противоток движения фаз

Сопоставим рассмотренные схемы абсорбции, имея в виду следующие показатели процесса: удельный расход абсорбента, движущую силу процесса и коэффициент массопередачи. Сопоставление проводится при предельном положении рабочих линий, когда конечные концентрации распределяемого компонента в жидкости для прямого тока и для противотока достигают равновесных значений.

При пересечении рабочей линии процесса с равновесной линией конечная концентрация извлекаемого компонента для противоточного процесса больше конечной концентрации для прямоточного процесса. Следовательно, противоточный процесс обеспечивает большую конечную концентрацию поглощаемого газа в абсорбенте и вместе с этим меньший расход абсорбента.

При противотоке можно достичь более полного извлечения компонента из газовой смеси, чем при прямоточной схеме.

В технике абсорбции используют также одно- и многоступенчатые схемы с рециркуляцией, которые предусматривают многократный возврат в аппарат либо жидкости, либо газа.

Схемы с рециркуляцией могут быть противо- и прямоточными.

Р и с. 7.6. Схема абсорбционной установки:

1 - вентилятор (газодувка); 2 - абсорбер; 3 - брызгоотбойник; 4, 6 - оросители; 5 - холодильник; 7 - десорбер; 8 - куб десорбера; 9 -теплообменник-рекуператор; 10, 12 - емкости для абсорбента; 11 - насосы

В схеме с рециркуляцией поглотителя при одном и том же расходе свежего абсорбента количество жидкости, проходящей через аппарат, больше. Результатом этого является повышение коэффициента массопередачи за счет увеличения коэффициента массоотдачи в жидкой фазе и некоторое уменьшение движущей силы, что может привести к уменьшению габаритов аппарата. Рециркуляция жидкости целесообразна при очистке от плохо растворимых в абсорбенте загрязнений, требующих больших расходов поглотителя.

Многоступенчатые схемы с рециркуляцией газа и жидкости обладают всеми преимуществами одноступенчатых схем и вместе с тем обеспечивают большую движущую силу процесса. По указанной причине в большинстве случаев выбирают вариант многоступенчатых рециркуляционных схем.

Для многократного использования поглотитель подвергают регенерации, при этом из него извлекают абсорбтив, который реализуют в виде сырья для других процессов или целевого товарного продукта. Если извлекаемый компонент не представляет ценности или процесс регенерации связан с большими трудностями, то поглотитель используют однократно и после соответствующей обработки сливают в канализацию.

Схема абсорбционной установки приведена на рис. 7.6. Абсорбционная система может быть простой, в которой жидкость применяется только один раз и удаляется из системы без отделения абсорбированного загрязнения. В другом варианте загрязнение отделяют от абсорбирующей жидкости, выделяя ее в чистом виде. Затем абсорбент вновь подают на стадию абсорбции, снова регенерируют и возвращают в систему. Регенерацию поглотителей проводят физическими методами: повышением температуры, снижением давления либо сочетанием указанных параметров. Помимо регенерации абсорбента с помощью выпаривания (десорбции) можно удалять абсорбированные загрязнения путем осаждения и отстаивания, путем их химического разрушения в результате нейтрализации, окисления, восстановления или гидролиза, а также экстракцией, жидкостной адсорбцией и другими методами.

< Предыдущая		Оглавление		Следующая >